TECHNICAL GUIDE
概述
1.1 产品定义与归属
开关量输出隔离栅(以下简称"开关输出栅"或"DO 隔离栅"), 是装在安全区控制室设备(DCS/PLC数字量输出卡、继电器输出板、晶体管输出板)
与危险区现场本安设备(NAMUR接近开关、本安电磁阀、声光报警器、扬声器、电子喇叭、本安LED指示灯)
之间的本质安全型接口设备,承担四项任务
现场侧限能(防爆)、控制侧隔离(抗干扰)、信号转换(24V开关→12V/45mA)、故障保护(短路/开路)。
在工业过程自动化金字塔中,本栅位于现场设备层(本安电磁阀/NAMUR接近开关/报警器)
与控制层(DCS/PLC)之间,是回路接口家族"开关量输出端"的核心成员。
其"12V/45mA"特征严格遵循 IEC 60947-5-6(NAMUR)本安驱动标准—— 输出电压典型 8~12V,短路电流上限 45 mA, 对应 Zone 0/1 区 ia/ib 等级的本安电磁阀、NAMUR接近开关、声光报警器的直接驱动。
1.2 家族分工定位
1.3 三段发展史
(1)继电器直驱期(1980s)
DCS开关信号经继电器直接驱动现场设备,无隔离无本安限能,仅适用于非危险区简单应用。
(2)齐纳栅期(1990s~2000s)
采用齐纳二极管限能 + 等电位接地实现本安, 要求地网电阻 ≤ 1Ω,且不能用于有接地故障电流的场合,应用受限。
(3)变压器隔离期(2010s~)
DC/DC浮空+隔离变压器+智能限流,无等电位接地要求,可靠性大幅提升; NAMUR NE 044(IEC 60947-5-6)标准统一 8V/1mA有效、12V/45mA 短路电流上限, 主流厂家如 P+F KFD2-SR、MTL 3300/4500、PR electronics5104/5106 等推出代表性产品。
1.4 与第 64/71/73 篇的关系
第 64 篇"隔离式安全栅"是通用型总览,覆盖检测端、控制端、温度端、开关量端全部品类; 第 71篇"输入检测隔离栅"是其"4-20mA 输入检测"分支的深度展开; 第 73 篇"可编程 RTD/TC隔离栅"是其"温度端可编程"分支的深度展开; 本篇是其"开关量输出端"分支的 NAMUR 12V/45mA驱动深度展开。 四者构成"通用 → 检测 → 温度 → 输出"四轨: 64 用于"什么都做"的通用项目;71用于"配电+测量"变送器回路; 73 用于"万能输入+远程组态"温度回路; 本篇用于"12V/45mA本安驱动"开关量输出回路。
| 成员 | 职责 | 对应场景 |
|---|---|---|
| 开关量输出隔离栅(本篇) | DCS 开关信号 → 12V/45mA 本安驱动 | NAMUR 接近开关 / 本安电磁阀 / 报警器 |
| 第 64 篇隔离式安全栅(通用型) | 覆盖检测/控制/温度/开关量全品类 | 通用项目本安型选择 |
| 第 71 篇输入检测隔离栅(4-20mA 型) | 专做二线/四线变送器 4-20mA 输入检测 | 二线制变送器配电 + 检测 |
| 第 73 篇可编程 RTD/TC 隔离栅 | RTD/TC 万能输入 + 远程组态 | 多传感器混用 + 改造项目 |
| 开关量输入隔离栅(待展开 ) | 现场 NAMUR / 干接点 → DCS 输入 | 现场开关信号采集 |
| 齐纳安全栅(替代型) | 齐纳二极管限能 + 等电位接地 | 传统方案,需可靠接地系统 |